Локализация атомов азота в структурах Si–SiO2

Abstract

Исследованы методом времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов подзатворные оксиды кремния, азотированные методом ионной имплантации (ИИ) либо высокотемпературным отжигом в атмосфере N2. ИИ азота производилась энергией 40 кэВ дозами 2,5*1014 и 1*1015 см-2. Отжиг проводился при температуре 1200 ?С в течение 2 ч либо при 1100 ?С в течение 30 мин. Установлено, что на границе раздела Si–SiO2 после проведения азотирования методом ИИ либо высокотемпературным отжигом наблюдается максимум с высокой концентрацией атомов азота. Показано, что после проведения ИИ азота дозой 2,5*1014 см-2 через защитный SiO2 толщиной 23 нм и быстрой термообработки (БТО) при 1000 ?С в течение 15 с на границе раздела Si–SiO2 наблюдается основной максимум распределения азота (1*1019 см-3), что указывает на наличие концентрации насыщения границы раздела Si–SiO2. Предложена зарядовая одномерная модель Ферми для описания ускоренной диффузии атомов азота. Основным механизмом является диффузия междоузельных атомов, которая может протекать с предварительным вытеснением узловых атомов азота собственными атомами внедрения. Показано, что атомы азота могут выступать в качестве центров аннигиляции точечных дефектов в кристаллической решетке кремния.